试述少筋梁,适筋梁及超筋梁的破坏特征

如题所述

少筋梁及少筋破坏:当受弯构件的配筋过少(ρ<ρ min )时,裂缝会迅速开展到梁顶,构件迅速“一断为二”,破坏过程非常急速,构件的承载能力很低,破坏时只有一条主裂缝。裂缝截面处的砼退出工作,原来由砼承担的拉力全部转为钢筋承担,由于配筋很少,受拉钢筋的应力会迅速增加到屈服强度甚至还可能被拉断。受拉区砼一旦开裂,这种破坏就称为少筋破坏,发生少筋破坏的梁就称为少筋梁。少筋破坏及少筋梁的破坏特征:“一裂即坏”,属于典型的“脆性破坏”。显然,少筋梁的破坏是由于受拉区砼开裂引起的,因此,少筋梁的承载力取决于砼的抗拉强度,砼的抗压强度并没有得到充分利用。从安全及经济的角度考虑,土木工程中绝不允许采用少筋梁。
适筋梁及适筋破坏:当受弯构件的配筋适当(ρ min ≤ρ≤ρ max )时,受拉区砼开裂后,原来由砼承担的拉力转给钢筋承担。由于配筋不过少,构件破坏时,钢筋所能提供的最大拉力≤受压区砼所能提供的最大压力。因此,破坏时,平均分配到每根钢筋的应力增量就不会很大,裂缝发展较慢,同时,在加载过程中还会陆续出现一些新的裂缝,不会“一裂即坏”。开裂后钢筋不会马上屈服,这种破坏就称为适筋破坏,发生这种适筋破坏的梁就称为适筋梁。钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。然后,荷载稍增加,受压区混凝土才被压碎,纵向受拉钢筋会首先屈服,破坏特征:破坏始自受拉钢筋的屈服,而后受压区混凝土被压碎,属于延性破坏。从安全及经济的角度考虑,土木工程中的受弯构件都应设计为适筋受弯构件。
超筋梁及超筋破坏:当受弯构件的配筋过多(ρ>ρ max )时,由于配筋过多,破坏时,钢筋所能提供的最大拉力>受压区砼所能提供的最大压力。这样,构件的破坏是由于受压区砼直接被压碎引起的,钢筋的强度没有得到充分利用。破坏时纵向受拉钢筋没有屈服,超筋破坏及超筋梁的破坏特征:破坏始自受压区砼直接被压碎,纵向受拉钢筋没有屈服,属于脆性破坏。由于超筋梁的破坏具有脆性特征,钢材强度也没有充分利用,因此,实际工程中也不允许采用。
三种梁破坏特征比较:少筋梁、适筋梁和超筋梁在受力性能和破坏特征上有明显的不同。少筋梁承载能力低,破坏时裂缝发展迅速,属于脆性破坏;适筋梁承载能力适中,破坏时钢筋屈服,混凝土压碎,属于延性破坏;超筋梁承载能力虽然较高,但破坏时受压区砼直接被压碎,钢筋未屈服,属于脆性破坏。因此,在土木工程设计中,应根据实际情况选择适当的配筋率,以确保结构的安全和经济的合理性。
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